利用三菱公司生产的微型PLC-FX3UC和微型计算机，结合气动、称重模块以及位置控制等技术，实现了对电解液的自动称重计量。文中主要介绍了配料系统的硬件及软件设计，并提供了主要的硬件原理。该配料功能先进、实用，具有良好的应用前景。

1引言

某电解液生产公司，液体的称重计量是采用人工来实现的，不仅效率低、消耗人力，而且由于每条配料生产线的液体生产速度每分钟超过60片，人工称重只能称一小部分，所以总有一些次品流入下一道生产工序，从而降低了成品的合格率，增加了生产成本。本文介绍的基于PLC控制的液体自动称重计量，提高了液体生产线的自动化程度和效率，降低了成品的次品率，从而提升了企业产品的市场竞争力。本配料系统适用于电解液的数十种规格液体的自动称重计量，即能够自动称重计量的液体的参数数据为：长度范围60～175mm，宽度范围20～70mm，厚度范围0.2～0.5mm，质量范围8.00～60.00g，称重的精度可以达到0.01g，每分钟可以称重液体60～80片。

2配料组成及控制过程

2.1配料组成

根据设备和工艺要求，称重配料系统包括电气部分和机械部分，其中电气部分包括计算机、PLC、称重模块、电磁阀和电机等，计算机用于对整个系统的监控，PLC为 系统的控制核心；机械部分包括初始运输带、1#～4#供料运输带、合格与非合格以及未称重液体收料运输带、收料盒、各种气缸和导轨以及支架等。

2控制硬件设计

2.1上位机

上位机采用微型计算机用于对整个控制配料系统的监控。它主要实现的功能有：

1)显示功能：电解液型号及液体的规格与质量、设备运行状态、操作模式、报警显示等功能；

2)报警处理功能：记录报警发生时间、报警内容

(包括设备本身故障和不合格液体过多故障等)；

3)报表生成功能：报表记录每种规格液体的数量和质量信息，并随机抽取一批数据自动绘制X～R质量控制图，包括时报、日报和月报等，均存入微机硬盘，以备查验；

4)操作控制功能：对电解液型号及液体规格等参数进行修改，根据界面上的按钮可以对设备进行操作，包括配料系统的自动/手动切换、启动/停止以及手动状态下对现场设备动作的操作；

5)管理权限：实现不同级别的配料系统管理权限，配料系统操作员可以选择液体规格，操作设备，查看报表及X～R质量控制图等；配料系统工程师可以对监控软件和下位机软件进行修改。

2.2下位机

下位机为配料控制的核心，采用PLC及其扩展模块组成，

1)配料系统主控核心采用三菱公司生产的最新微型可编程控制器FX3UC-32MT-LT，在三菱公司生产的微型可编程控制器中，这款PLC功能最强大，指令运行速度最快，而且它能够实现复杂的数据处理和运算，自带的RS422接口可以直接用来对PLC程序进行编写，调试和监控，自带的RS232接口可以直接和上位机通信，不需要另外加扩展通信模块。它本身自带的16个输入点和16个输出点的响应速度快，即每个点的响应时间不超过2毫秒，

输入输出点最多可扩展到256个点。这款PLC的基本指令执行速度仅为0.065微秒/条，每条应用指令的执行时间最长的也仅为十几微秒，能够满足本配料系统控制对时间的严格要求。

2)扩展输入输出模块：选用三块16点的数字量输入单元FX2N-16EX、二块16点的数字量输出单元FX2N-16EYR和一块4点的模拟量输入单元FX3UC-4AD。数字量的输入输出点用于对配料系统的开关量检测和控制，模拟量输入单元用于检测称重信号。

1)电源单元：选用FX3UC-1PS-5V电源模块给主控核心FX3UC-32MT-LT和模拟量输入单元FX3UC-4AD供电，采用24V开关电源给FX3UC-1PS-5V电源模块和数字量输入输出扩展模块供电。

2)变量分配表：本控制配料系统的PLC变量分配情况如表1所示。

3配料软件设计

3.1上位机监控软件

建立动态数据显示窗口，用于从PLC实时采集数据，对PLC发出控制命令并监控配料系统的运行等。其功能框图如图3所示。

3.2下位机PLC软件编程

根据生产工艺和控制要求，实现对整个投料系统的自动化控制，上料系统采用PLC梯形图编程实现各种逻辑顺序控制和称重检测控制。配料软件控制主程序流程图如图4所示。该控制系统可以实现自动/手动切换和手动状态下的各种操作，从而满足生产要求。

4结束语

该配料系统有以下几个创新点：由PLC控制的液体分组同时称重和计量；PLC与上位机之间信号传输可靠性和抗干扰能力强；配料的启动/停止以及自动/手动的控制由上位机直接操作控制，减少了本配料系统的硬件成本。

该电解液液体自动称重经过现场安装调试，目前运行情况良好，达到了预期工艺要求和经济效益的目标。配料操作简便、开放性强、性价比高。充分发挥了PLC控制系统运行可靠、检测灵活、维护方便等优点。配料系统的成功应用表明PLC在传统行业技术改选中是大有作为的。